余 鑫 胡方圆

（3M中国有限公司，上海，200233）

医用清洁剂是指用于医疗器械清洗包括手工清洗或机械清洗的清洁类产品[1]。WS 310.1—2016《医院消毒供应中心 第1部分：管理规范》将医院常用的清洁剂分为碱性清洁剂、中性清洁剂、酸性清洁剂及含酶清洁剂。碱性清洁剂是指pH＞7.5的清洁剂。碱性清洁剂对各类有机物有较好的去除作用，对金属腐蚀性小。中性清洁剂是指pH6.5～7.5的清洁剂，对金属无腐蚀。酸性清洁剂是指pH＜6.5的清洁剂。酸性清洁剂对无机固体粒子有较好的溶解去除作用，主要用于除锈除垢。含酶清洁剂是指含有生物酶的医用清洁剂。由于含酶清洁剂能快速分解蛋白质、脂肪、纤维素等多种有机污染物，有较强的去污能力，因此在医疗器械的清洗过程中得到了广泛的应用。

1 医用含酶清洁剂的组成

含酶清洁剂除了有一种或多种生物酶外，还含有表面活性剂及其他助剂。这些成分各自发挥其功能，同时又相互作用组成一个整体。下面就对含酶清洁剂配方中的主要成分进行介绍。

1.1 酶

酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA[2]。1878年，Kunne把酵母中进行酒精发酵的物质称为Enzyme，这个单词来自希腊文，含义是“在酒精中”。20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶，并指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。1982年，T.R.Cech和S.Altman发现少数RNA也具有生物催化作用。由于酶对于其底物具有高度特异性，根据污染物种类不同，医用清洁剂中需要加入一种或多种酶。

1.1.1 蛋白酶

对于医用含酶清洁剂，蛋白酶是非常重要的一种酶。常见的医疗器械污染物包括血液、组织和黏膜等。这些污物中含有大量蛋白质。一般清洁剂对于蛋白质，尤其是已经干涸或变性的蛋白质去除效果并不理想。蛋白酶可以将来自医疗器械污染物中的蛋白质分解成氨基酸和多肽。氨基酸和多肽与完整的蛋白质相比，更易溶于水，因此也更容易从医疗器械表面清除。

1.1.2 淀粉酶

淀粉酶指可作用于可溶性淀粉、直链淀粉、糖原等的酶。根据淀粉酶的生物来源可分为麦芽淀粉酶、唾液淀粉酶、胰淀粉酶、细菌淀粉酶。根据淀粉酶不同催化水解方式，可分为α淀粉酶、β淀粉酶等。α淀粉酶广泛分布于唾液、胰、麦芽及微生物细胞中，作用于葡聚糖键。β淀粉酶主要见于大麦、小麦、甘薯、大豆等植物中，此外，在细菌、牛乳、霉菌中也广泛存在。β淀粉酶与α淀粉酶的不同点在于，它是从末端逐次以麦芽糖为单位切断葡聚糖。α淀粉酶和β淀粉酶对于含有直链淀粉、支链淀粉及多糖等污染物都有较好的分解效果。

1.1.3 纤维素酶

纤维素酶是指可以分解纤维素，从而转化不溶性纤维素为可溶性的寡糖或单糖的蛋白质。纤维素酶广泛存在于自然界的生物体中。细菌、真菌、动物体内等都能产生纤维素酶。一般广泛用于生产和生活的纤维素酶来自微生物，特别是真菌中。比较典型的有木霉属、曲霉属和青霉属。

1.1.4 脂肪酶

脂肪酶属于羧基酯水解酶类，能够逐步将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。脂肪酶存在于含有脂肪的动、植物和微生物（如霉菌、细菌等）组织中。脂肪酶通过水解作用将脂质分解。因为脂肪不溶于水，而水解作用只发生在脂质和水的有限的接触面上，因此需要具有乳化及增容作用的表面活性剂增加水油两相的接触面，从而提高脂肪酶的效率。

1.1.5 酶活力

酶活力也称酶活性，是指酶催化一定化学反应的能力[3]。酶活力的大小可以用在一定条件下，它所催化的某一化学反应的转化速率来表示。酶催化的转化速率越快，酶的活力就越高；反之，速率越慢，酶的活力就越低。所以，测定酶的活力就是测定酶促反应转化速率。酶转化速率可以用单位时间内单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。酶活力的测定既可以通过定量测定酶反应的产物或底物数量随反应时间的变化，也可以通过定量测定酶反应底物或产物中某一性质的变化，如黏度变化来测定。T/WSJD 002－2019《医用清洗剂卫生要求》提供了蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活力的测试方法。蛋白酶的测试方法有两种，第一种是在特定的温度和时间，用蛋白酶水解偶氮酪蛋白。通过光谱定量分析得到的产物。第二种蛋白酶活力的测定方法是福林酚法。它是利用蛋白酶分解酪素生成含酚基氨基酸的呈色反应，来间接测定蛋白酶的活力。磷钨酸和磷钼酸混合试剂，即福林酚试剂，碱性条件下极不稳定，易被酚类化合物还原而呈蓝色。由于蛋白质中含有具有酚基的氨基酸，蛋白质及其水解产物也可呈此反应。在特定温度条件下,单位时间水解酪素产生单位质量酪氨酸所需的酶量,规定为一个酶活力单位。α淀粉酶能将淀粉分子链中的葡萄糖苷键随机切断成长短不一的短链糊精、少量麦芽糖和葡萄糖，而使淀粉对碘呈蓝紫色的特异性反应逐渐消失，呈红棕色，其颜色消失的速度与酶活性有关，可通过反应后的吸光度计算其酶活力。单位体积的α淀粉酶，于特定温度和pH条件，分解可溶性淀粉的量即为一个淀粉酶活力单位。脂肪酶在一定条件下，能使甘油三酯水解成脂肪酸、甘油二酯、甘油酸和甘油，所释放的脂肪酸，可用标准碱溶液进行中和滴定，用pH计或酚酞指示液指示反应终点，根据消耗的碱量，计算其酶活力。单位体积脂肪酶于特定温度和pH条件下，水解脂肪每分钟产生的脂肪酸的量即为一个脂肪酶活力单位[4]。

1.1.6 酶稳定性

酶的稳定性指酶抵抗各种因素的影响，保持其生物活力的能力。C.B.Anfinsen通过研究牛胰核糖核酸酶的折叠过程,开辟了近代蛋白质折叠的研究，为此，Anfinsen获得了1972年的诺贝尔化学奖。高浓度盐、某些金属离子、过高的温度、冷冻和脱水、震动、剪切、超声波及压力等因素都会影响酶分子的稳定性。《医用清洗剂卫生要求》规定医用含酶清洁剂，在室温、避光、密封保存条件下，标示有效期内，酶活性下降率应不大于20%。如何维持酶的活性，就是酶清洁剂的关键技术。经过长期的探索和实践，在酶制剂中提高酶稳定性有了一些行之有效的方法。例如通过金属离子与多肽链的结合或通过酶蛋白与脂类形成复合物，可以增加酶蛋白的稳定性。原因是金属离子或脂分子等结合到疏水簇上，屏蔽了酶蛋白表面的疏水区域，保护了酶蛋白。另外，一些小分子量的添加剂通过诱导蛋白质优先水合作用增加其稳定性。添加剂防止其他物质与蛋白质分子结合从而提高其屏蔽不利影响的能力[5]。酶分子在多元醇存在的条件下，水表面张力的增加引起水合作用。蛋白质分子间的作用力的损失和适宜的折叠结构会增加蛋白质和溶剂间的界面，从而增加添加剂和蛋白质分子间的结合度，使蛋白质分子的稳定性增加[6]。阳离子表面活性剂对蛋白酶的稳定性也有影响，其分子结构上烷基的大小对这种影响起到决定性作用[7]。

1.2 表面活性剂

表面活性剂是指能使溶液表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团。人类利用表面活性剂的历史可以追溯到3 000年前，当时人类利用动物油脂和草木灰制成最早的人造表面活性剂，用于日常清洁。19世纪中叶，肥皂开始实现工业化大生产，同时期也出现了其他化学合成的表面活性剂。表面活性剂分为离子型表面活性剂包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂，非离子型表面活性剂，两性表面活性剂等。在清洁剂中，表面活性剂发挥洗涤、润湿、乳化、起泡及增溶、杀菌等一系列物理化学作用。这就要求在选用表面活性剂时应该考虑到其本身各方面的性能，包括表面活性剂的临界胶束浓度（critical micelle concentration，CMC)、克拉夫特点（Kraftt point）、浊点、亲水亲油平衡值（hydrophile-lipophile balance value，HLB)等。同时，最好选择低泡的表面活性剂。因为清洁剂泡沫会阻挡视线，从而造成操作人员在清洗过程中被锐利器械意外伤害。过多泡沫也会造成自动清洗机失压，使循环泵无法正常工作。

1.3 其他成分

除表面活性剂与酶外，医用含酶清洁剂还可以根据实际应用的需要加入其他成分。所有成分必须满足如下要求：首先，各成分与人体组织有较好的相容性，对人体无毒、无刺激。其次，与医疗器械及其材料有较好的材料相容性，不与医疗器械发生反应或产生有毒、有害的产物。再次，应没有或仅有轻微的金属腐蚀性，不影响医疗器械的机械性能，不影响消毒灭菌因子的穿透。最后，医用清洁剂及其降解产物应绿色环保，不造成环境污染。

2 功能与应用

2.1 污染物清除

医用器械在使用过程中可能接触患者的血液与组织，也会沾染化学制剂、体液等污物。在机器清洗中，如果这些污染物中的蛋白质没有在清洗阶段被去除，它们将在后续的热力学消毒阶段变性。变性的蛋白质在后续清洗过程中很难被去除。因此，保证清洗质量是非常必要的，否则会给工作人员及患者带来感染的风险。在被下一位患者使用之前，医疗器械会经过清洗、消毒、打包、灭菌、储存等一系列再处理的过程。清洗的目的是将污物带离物体表面，溶解或分散在清洁剂里，并通过漂洗彻底脱离医疗器械。清洁剂应该具有较强的去污能力，与清洗的器械和清洗机有良好的相容性，并且易于漂洗。

2.2 清洗预处理

为了防止污染物干涸或变性，器械使用之后宜立即对其进行清洗预处理。在临床实践中，由于手术室及临床科室的器械需要回收到供应室集中处理，夜间手术所使用的器械需要放置到隔天才能清洗等原因，造成器械从使用到清洗有一定的时间间隔。随着间隔时间的延长，器材上的污物会干涸，干涸污物将更难清除。干涸污物不仅会引起器械清洗合格率的降低，更会导致消毒和灭菌的有效性降低甚至失效。美国《医疗机构压力蒸汽灭菌和无菌保障综合指南》（AAMI ST79）推荐使用医疗器械专用保湿剂对不能及时清洗或结构复杂的器械进行预保湿处理。选择专用的保湿剂可以提高复用医疗器械的去污效果，同时节约后续器械清洗的时间和成本。根据魏静蓉等[8]研究，手术器械存放时间小于1h,清洗合格率高达99.21%，而存放时间大于1h清洗合格率只有63.92%。该研究说明手术器械清洗合格率与放置时间的长短成负相关性。为了降低器械存放时间对清洗质量的影响，需要在清洗前对器械进行有效预处理。

除了普通手术器械，正确的预处理对于软式内镜的清洗消毒也非常重要。尽管软式内镜从诊疗到清洗消毒间隔时间一般较短，但由于其特殊的管路结构设计，仍然要求在清洗前对其进行床旁预处理。内镜从患者体内取出后、光源和视频处理器拆离前，立即用含有清洗液的一次性湿巾或含酶湿纱布擦去外表面污物，并将内镜先端置入装有清洗液的容器中，启动吸引功能，抽吸清洗液直至其流入吸引管。完成以上预处理过程后，再将内镜通过运送容器送至清洗消毒室内。

2.3 生物膜去除

器械无法及时清洗除了会引起后续清洗困难，还会导致微生物滋生，甚至造成生物膜形成。当游离细菌集合体黏附于器物表面，并通过分泌黏性基质形成菌落，菌落生长包埋于胞外多糖基质中，随即形成生物膜，它是细菌为了适应生存环境而形成的与游离细菌相对应的生存形式，是一种细菌在特殊环境下的生存状态[9]。生物膜一旦形成即具有较强的黏附力，一般的抗生素和消毒剂难以穿透其胞外多糖基质及蛋白质层，给微生物杀灭和器械清洗带来困难，为医院感染埋下隐患。Akinbobola等采用过氧乙酸杀灭铜绿假单胞菌的实验显示，细菌形成生物膜后，会增加对消毒剂的抗力，且越成熟的生物膜对消毒剂的抗力越强。浮游状态下的铜绿假单胞菌，20 mg/L浓度的过氧乙酸溶液中，被快速而有效杀灭。生物膜内的铜绿假单胞菌，2000 mg/L浓度的过氧乙酸溶液中，作用5 min仍存活[10]。

为了研究细菌生物膜的形成规律和有效清除的方法，国内外学者建立了细菌生物膜多种培养方法和检测方法。目前被广泛使用的细菌生物膜培养方法有微孔板法、试管法、置片法、平板膜片法、管路法等。细菌生物膜检测方法有高效液相色谱、微生物培养、扫描电子显微镜等。按照不同的生物膜培养及检测方法，不同的清洁过程，国内外还进行了清洁剂对生物膜去除效果的研究。刘芝兰等[11]建立了一套基于平板膜片生物膜反应器的铜绿假单胞菌生物膜的培养方法，并通过验证和评估证明该方法培养的铜绿假单胞菌生物膜效果可靠、准确、结果稳定。同时，使用不同类型的清洁剂对铜绿假单胞菌生物膜样品进行清洗，实验证明含酶清洁剂对生物膜样品去除率最高。邱侠、张流波等[12]采用持续灌流培养技术和活菌计数及扫描电镜技术,对人工生物膜及其清洗消毒效果进行了观察。经连续6d的培养，在聚四氟乙烯管内壁的铜绿假单胞菌形成了黏附稳定性较好的生物膜，继而用含酶清洗液加邻苯二甲醛实现了对生物膜良好的清除效果。此项研究说明，含酶清洁剂之所以能对生物膜去除具有明显的效果，有赖于其中各组分的相互协同作用。首先，酶是一种具有催化活性的蛋白质，短时间内能分解大量底物。由于生物膜的膜结构中含有蛋白质、多糖等多种成分，常常需要多种酶（蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶）同时作用才能有效分解。其次，表面活性剂等成分可辅助污物在水中形成胶束并将其有效去除。在生物膜的结构被破坏后，杀菌成分可抵达微生物表面将其快速杀灭。李六亿、杨萍等[13]研究证明酶能有效地分解有机物和蛋白质。特别对于管腔类器械，酶清洁剂可以进入管腔的内表面并分解有机物，降低物体表面生物负荷3～5个对数级水平，从而提高清洗效果。

3 结语

本文就医用含酶清洁剂的组成、功能和应用进行了综述。随着医疗水平的不断提高，器械清洗作为控制医院感染源头的重要手段，将会越来越受到各方面的关注。清洗质量是影响医疗护理安全的重要因素，应根据不同情况选择合格的医疗器械专用清洗剂。相信随着对器械清洗研究的不断深入和科学技术的不断发展及创新，新的医用含酶清洁剂也将不断应用于临床，更好地保障医疗质量和安全。